Spar平台湿拖过程运动响应分析及湿拖方案选择

论文摘要

深海油气资源的大量开发,加速了对适应深水操作的平台结构物的需求。Spar平台作为一种专门用于深海油气开采、生产、处理加工和储存的海洋结构物,越来越多的被国内外各大石油公司所使用。在Spar平台整个安装过程中湿拖是非常重要的环节。有些Spar还具有在一定海域重复使用的功能,这个过程就更离不开湿拖。本论文针对上述问题,运用三维势流理论建立海洋结构物的力学模型,对Spar平台的拖航阻力、浮态,稳性,总纵强度以及运动幅值进行计算分析。在阻力计算时,根据实际工作海域确定外部载荷,应用中国船级社的阻力估算公式进行计算,对计算结果进行分析对比,求出合理的拖航阻力值。在确定浮态时,使用MOSES软件建立Spar平台的各压载舱模型,根据相关规范要求,结合不同工况的下的具体情况,得出最为切实可行的压载方案。对已确定的浮态,进行稳性校核,绘制出静稳性曲线。最后对Spar平台的总纵强度及运动幅值进行了计算分析。通过上述一系列计算,最终确定出合理的拖航方案。此论文的研究成果为此类海洋平台湿拖过程中的最佳吃水深度确定、以及湿拖过程中的最优拖航方案的确定,提供理论上及工程应用上的指导,具有很强的工程实用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 海洋平台的发展
• 1.3 Truss Spar平台的特点
• 1.4 本论文主要研究内容
• 第二章 拖航载荷的确定
• 2.1 拖航载荷的分类
• 2.2 环境载荷的确定
• 2.2.1 环境载荷的确定方法
• 2.2.2 我国南海海域的海况资料
• 2.3 拖航阻力的计算
• 2.3.1 阻力的分类
• 2.3.2 阻力的估算
• 第三章 Spar湿拖模型的建立
• 3.1 波浪理论介绍
• 3.1.1 切片理论
• 3.1.2 三维线性势流理论
• 3.1.3 无航速浮体辐射和绕射问题
• 3.2 水动力系数计算
• 3.2.1 水动力的简化途径
• 3.2.2 时域中辐射问题的势流理论
• 3.2.3 频域中辐射问题的势流理论
• 3.2.4 时域与频域中水动力的变换关系
• 3.2.5 粘性流体水动力的表达
• 3.3 计算分析思路及模型
• 3.3.1 Spar平台湿拖过程分析
• 3.3.2 计算分析模型
• 3.4 建模软件的选择
• 3.4.1 MOSES软件简介
• 3.4.2 MOSES中坐标系的定义
• 3.4.3 软件输入输出数据分析
• 3.5 半潜船及平台联合体建模实例
• 3.5.1 Spar平台数据
• 3.5.2 Spar平台舱室布置
• 3.5.3 桁架部分的建模
• 3.5.4 Spar平台整体模型
• 第四章 Spar平台湿拖过程计算分析
• 4.1 稳性计算分析
• 4.1.1 稳性规范的选择
• 4.1.2 压载方案的选择
• 4.1.3 各吃水条件下的稳性高度
• 4.1.4 静稳性曲线
• 4.1.5 面积比及稳性校核
• 4.2 总纵强度计算分析
• 4.3 运动响应计算分析
• 4.3.1 水动力系数计算
• 4.3.2 各吃水条件下的运动响应
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢